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國內(nèi)首款量子編解碼和調(diào)制解調(diào)芯片研制成功,來自國光量子

2023年10月11日 16:24  IT之家  作 者:汪淼

據(jù)北京亦莊官方公眾號消息,近日,北京亦莊企業(yè)國光量子成功研制出國內(nèi)首款量子編解碼和調(diào)制解調(diào)芯片,標志著我國再次突破量子關(guān)鍵技術(shù),量子產(chǎn)業(yè)發(fā)展再迎新機遇。

據(jù)介紹,量子編解碼和調(diào)制解調(diào)技術(shù)作為量子領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù),在量子通信、量子計算等方面具有重要作用。傳統(tǒng)的量子編解碼和調(diào)制解調(diào)設(shè)備是一個用調(diào)相器、調(diào)幅器、環(huán)形器、起偏器、法拉第鏡、參量轉(zhuǎn)換晶體等多種分立器械進行搭建組成的較大體積的模塊裝置。由于搭建的精度要達到微米級別,又要依賴于純手工工藝,該裝置對搭建人員的要求極高,通常需要專職的教授或博士生花費一兩周的時間手工搭建。手工搭建裝置不僅效率低,一致性也不好,極大影響量子產(chǎn)業(yè)很多應(yīng)用的落地發(fā)展。

國光量子成功研制的國內(nèi)首款量子編解碼和調(diào)制解調(diào)芯片,體積僅有 3cm×4cm×0.2cm,號稱“芯片一致性好,性能穩(wěn)定,在應(yīng)用時方便使用、易操作上手”。

量子編解碼和調(diào)制解調(diào)芯片性能如何,主要有調(diào)制精度、衰耗、調(diào)制帶寬、偏振隔離度、糾纏制備效率等幾個需要重點關(guān)注的關(guān)鍵指標。國光量子自主研發(fā)的量子編解碼和調(diào)制解調(diào)芯片,集成了鈮酸鋰、硅光、銦鎵砷和金屬氯化物工藝,可以實現(xiàn)高精度的相位編碼和偏振編碼。整個芯片的光衰減在 3dB 之內(nèi),偏振隔離度超過 20dB。同時,整個芯片還考慮了無消相干子空間,無論編碼之后的偏振量子態(tài)怎么改變,在接收端都能把它糾正回來,而且是自發(fā)的糾正回來進行解調(diào),整個裝置可以做到偏振無關(guān)或者任意偏振消納。

國光量子董事長趙義博表示,這款量子編解碼和調(diào)制解調(diào)芯片將對量子密鑰分發(fā)、量子計算、量子增強激光雷達等多個細分領(lǐng)域產(chǎn)生重要影響。

以量子密鑰分發(fā)設(shè)備為例,由于用到的量子編解碼和調(diào)制解調(diào)裝置體積為 30cm×40cm×4cm,這導(dǎo)致傳統(tǒng)的量子密鑰分發(fā)設(shè)備大概有一個電腦服務(wù)器大,需架在機架上使用。但如果使用量子編解碼和調(diào)制解調(diào)芯片,量子密鑰分發(fā)設(shè)備可做到一部手機的大小,這將大幅縮小量子通信設(shè)備的體積,同時大幅度降低產(chǎn)品成本。

在量子計算方面,通過對量子態(tài)的精確調(diào)制和解調(diào),量子計算能夠?qū)崿F(xiàn)更高效、更安全的信息處理和傳輸。量子增強激光雷達的應(yīng)用原理是將信息編輯在量子態(tài)上,通過量子編碼解碼實現(xiàn)信號的識別和敵我識別,量子編解碼和調(diào)制解調(diào)芯片的應(yīng)用將極大提高激光雷達的識別精度,接近物理測量的極限精度 —— 真空噪聲級別精度。

注:北京中科國光量子科技有限公司成立于 2021 年 12 月,位于北京經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)信創(chuàng)園,由多位中科大博士創(chuàng)辦,擁有量子通信、量子增強雷達、粒子阱、光量子計算等量子相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域多個核心技術(shù)。國光量子主要從事光量子芯片的研發(fā)及應(yīng)用,并基于光量子芯片打造各種量子安全、量子增強雷達、國產(chǎn)高端儀器等系列產(chǎn)品。

編 輯:章芳
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